Меры электробезопасности предполагают заземление опор контактной сети. Конструкции рельсового крепления для заземления должны выдерживать переменные нагрузки высокой интенсивности и обладать соответствующими механическими свойствами. В этой связи на этапе проектирования необходимо проводить исследование рельсового крепления на жесткость и усталость конструкции с целью определения надежности и ресурса контактного элемента.
Усовершенствованная конструкция рельсового крепления для заземления опоры контактной сети (РК-65) представляет собой упругую скобу 1, которая устанавливается на подошву рельса 2 (рисунок 1, а). Рельсовое крепление имеет упругую часть 3 и замок 4. При монтаже упругую часть вдвигают по наклонной плоскости рельса с таким расчетом, чтобы верхняя кромка замка вышла за контур подошвы рельса. Затем скобу сдвигают в обратном направлении, и
Рисунок 1. а) Усовершенствованная конструкция рельсового крепления для заземления опоры контактной сети; б) схема упругой части скобы АВСDК.
замок фиксирует местоположение скобы на подошве рельса. При этом должно быть обеспечено необходимое усилие по месту контакта «упругая часть скобы — наклонная плоскость рельса». Величина усилия по месту контакта «скоба-рельс» зависит от размеров поперечного сечения, упругих свойств материала и натяга скобы. Упругие свойства крепления и его геометрические размеры: 
Зависимость между усилием F и вертикальным перемещением δ — натягом в точке контакта можно найти расчетным путем с помощью интеграла Максвелла-Мора используя схему упругой части скобы АВСDК, в которой два участка АВ и DK – прямые, а участок ВСD — кривой радиусом R (рисунок 1, б). Современные численные методы исследований технических деталей и узлов предполагают использование САПР. Расчет рельсового крепления в программном комплексе Ansys основан на методе конечных элементов. Модель крепления, схема нагружения представлены на рисунке 2а: cила F равномерно распределена по ширине модели, cнизу модель шарнирно закреплена. На рисунке 2б построена эпюра интенсивности напряжений – результат расчета.
Рисунок 2. а) Модель крепления, схема нагружения; б) эпюра интенсивности напряжений – результат расчета крепления в программном комплексе Ansys.
Рисунок 3. График зависимости между перемещением и силой нагружения F модели усовершенствованной конструкции рельсового крепления для заземления опоры контактной сети.
По результатам расчета получен график зависимости между перемещением и силой нагружения F (рисунок 3), из которого видно, что перемещению δ=4,5 мм соответствует величина силы 850 кгс, которое на 6% меньше значения 908 кгс, полученного путем интегрирования вдоль упругой части скобы АВСDК:
Рисунок 3. а) Схема испытания; б) усилие пружины N1 и N2 на наклонной плоскости рельса.
Усилие в месте контакта рельс–пружина . Значения усилия Р определяем по результатам испытания, которые приведены в таблице 1. При посадке пружины на рельс ее деформация составляет ≈4,5 мм, которые суммируем с начальным значением мм при Р=0. Получаем мм
Р=300 кГ. Таким образом, усилие по месту контакта рельс-пружина N2=700 кГ.
Таблица 1.
Результаты испытания – зависимость перемещения δ от силы Р
| Р, кг | 0 | 50 | 100 | 150 | 200 | 250 | 300 | 350 | 400 |
| δ, мм | 21,55 | 22,30 | 22,95 | 24,19 | 24,75 | 25,32 | 26,01 | 26,91 | 27,85 |
Список литератуы:
- Дарков А.В., Шпиро Г.С. Сопротивление материалов. – М.: Высшая школа, 1975. – С. 457-458.
- Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся ВТУЗов. – М.: Наука, 1986. – С.366.[schema type=»book» name=»ИССЛЕДОВАНИЕ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ КОНСТРУКЦИИ РЕЛЬСОВОГО КРЕПЛЕНИЯ ДЛЯ ЗАЗЕМЛЕНИЯ ОПОРЫ КОНТАКТНОЙ СЕТИ» author=»Бурмистров Анатолий Георгиевич, Александрова Маргарита Юрьевна» publisher=»басаранович екатерина» pubdate=»2017-04-20″ edition=»ЕВРАЗИЙСКИЙ СОЮЗ УЧЕНЫХ_ 28.03.2015_03(12)» ebook=»yes» ]